La Fabrication Additive ou l’impression 3D

Dans le cadre de ma thèse, je me suis intéressé à la Fabrication Additive, plus communément connue sous le nom d’impression 3D. La thèse terminée, j’en profite pour vous faire partager certains passages.

Pour débuter, un premier article sur la Fabrication Additive et les 10 lois de l’impression 3D. Vos commentaires sont les bienvenus.

La Fabrication une caractéristique humaine

Depuis la nuit des temps, l’humain a fabriqué des outils, pour chasser, se défendre, se vêtir. Dès -2,5 millions d’années celui-ci développe la première forme de fabrication, la fabrication soustractive, pour créer des outils il soustrait à des pierres de la matière pour créer des « tranchants » qui lui permette de dépecer les cadavres d’animaux, puis la technologie évoluant il crée des outils plus perfectionnés comme des coutelas, des pointes de lances, de flèches ou des racloirs pour traiter les peaux qui lui serviront de vêtements.

Vers -40.000 ans il commence à assembler des matières avec le tissage entre autre.

Puis entre 6000 et 4500 ans avant JC, une première révolution apparaît avec l’âge de bronze, où l’humain va découvrir qu’en chauffant, tordant, moulant ou frappant il peut développer de nouveaux outils et objets encore plus performants.

Et jusqu’à la fin du 20ème siècle rien n’a changé si ce n’est l’optimisation, l’industrialisation de ces techniques. Dans les années 80, en France et aux Etats-Unis des chercheurs réussissent a développer un nouveau mode de fabrication : La Fabrication Additive. A l’origine limité aux laboratoires, et à certaines matières, la Fabrication Additive prend rapidement une place non négligeable dans le prototypage et tout dernièrement celle-ci en parallèle avec internet se démocratise. Cette révolution de la fabrication n’en est qu’à ses débuts et impactera très largement la société humaine.

Qu’est-ce que la Fabrication Additive ?

Elle est appelée ainsi parce que l’on construit un objet en ajoutant de la matière, couche par couche, à partir d’un modèle numérique 3D réalisé avec un logiciel de CAD/CAO.

Une autre définition serait qu’à la différence de la fabrication soustractive, où l’on retire de la matière, la Fabrication Additive en ajoute.

Le terme Fabrication Additive englobe le prototypage rapide, la fabrication rapide, la fabrication directe et l’impression 3D qui est, elle, un terme grand public.

 

les dix lois de la Fabrication Additive.

La complexité ne coûte rien.

De l’engrenage aux formes les plus complexes, que vous imprimiez un plan ou un nid d’abeille c’est pareil. Il n’est plus nécessaire de réaliser des assemblages coûteux en utilisant une multitude de moules.

Il est à noter qu’en libérant les designers des contraintes dues à la complexité de certains éléments de pièces, leur créativité s’en trouve augmentée.

La variété est gratuite.

Avant la Fabrication Additive, il était économiquement déraisonnable (vu le prix d’un moule et/ou des contraintes industrielles) de personnaliser ou d’envisager de courtes séries. Avec la Fabrication Additive chaque production est unique, il est donc simple et économiquement possible de créer de la variété.

Pas d’assemblage nécessaire.

La FA permet de réaliser, en une fois, des pièces qui intègrent des éléments mobiles, des pièces à l’intérieur d’autres pièces et même de créer des espaces vides à l’intérieur de matière en « un bloc ». Précédemment, il était nécessaire d’usiner ou de mouler plusieurs pièces et de les assembler par la suite. Avec la Fabrication Additive, toutes ces étapes deviennent inutiles. La Fabrication Additive permet de produire en une fois des formes et des objets complexes.

Elle permet même de projeter des structures et des produits jusque là impossible à réaliser.

Pas de délai pour lancer une fabrication.

De par sa souplesse et sa mise en route très simple et rapide, il n’est pas nécessaire pour réaliser une preuve de concept ou même une petite série de mettre en branle un processus industriel long et coûteux.

Un espace de design.

Une complexité gratuite, des formes libres, une liberté des parties mobiles et à terme un mélange de matériaux, tout cela était impossible avec une fabrication traditionnelle, et est désormais réalisable. Le meilleur exemple serait le bateau dans une bouteille, avant la Fabrication Additive impossible à faire sans faire un bateau « articulé » que l’on déploie à l’intérieur, dans quelques années ce sera fait en une impression unique.

La Fabrication sans compétences.

L’imprimante 3D est une machine commandée par ordinateur, le gros des compétences nécessaires, pour la fabrication d’objet, ne se situent plus au niveau de la fabrication mais bien au niveau de la conception.

Pas de gâche.

Ce principe est un principe primordial pour la Fabrication Additive et lui apporte une valeur ajoutée indéniable. En effet dans l’industrie aéronautique et aérospatiale, pour fabriquer certaines pièces par usinage ou fabrication soustractive, jusqu’à 90% de la matière utilisée (titanium) était perdue, avec la Fabrication Addiitve seule la matière utile à la fabrication de la pièce est utilisée.

Fabrication compacte et portable.

Bien que de tailles très diverses, d’une manière générale, les imprimantes 3D sont d’une taille beaucoup plus compacte que la plupart des machines de fabrication industrielle classique. Il existe même dans le cas de la technologie FDM, des imprimantes portables qui tiennent dans un attaché-case.

Mélange infini de matériaux.

Bien qu’au tout début de son histoire, la Fabrication Additive permet déjà de créer des objets avec des matériaux jusque là impossible à combiner par exemple, parce que leur point de fusion est trop différent.

Réplication physique précise.

Chaque impression se faisant à partir du même fichier, le résultat est identique à l’objet précédent.

Bientôt un prochain papier sur les différentes technologies utilisées par la Fabrication Additive…

Par | 2016-02-15T11:41:18+00:00 mardi, 3 mars, 2015|Catégories : E-Business|Mots-clés : , , , |

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